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随着大容量、高参数发电机组的普遍应用，超规范高度限值（190m）的特大型冷却塔陆续兴建。相比中/大型冷却塔，200m 级以上特大型冷却塔结构动力特性更加复杂，其表面风压的非平稳和非高斯特性更为显著，造成塔筒表面的瞬时极值风荷载过大，尤其在强（台）风作用下冷却塔结构局部或整体风毁事件时有发生。与良态风相比，台风的近地面风场更加复杂，其特异性风剖面和登陆衰减效应使得冷却塔周围空气绕流十分紊乱、表面压力分布明显变化、结构动力效应更加突出。现有冷却塔抗风设计理论均基于良态风常规作用极限状态，其中风环境参数（阵风因子、风速、湍流强度、积分尺度、脉动风谱等）主要针对内陆地区的季风气候，难以真实反映中尺度台风场的特异性风剖面对特大型冷却塔气动力与受力性能的影响。
鉴于此，以国内东南沿海某在建世界最高 210m 高特大型湿式冷却塔为研究对象，首先基于非静力平衡欧拉方程模型的中尺度天气预报模式（Weather Research and Forecast，简称WRF）对台风“黑格比”、“威马逊”和“天鸽”展开高时空、高精度模拟，将台风路径、最小中心气压和最大风速的模拟结果和实测结果进行对比验证了台风模拟的准确性，并系统分析了台风登陆全过程中模拟区域速度流线、可降雨量、风速及风向角的分布规律，并基于非线性最小二乘法拟合得到登陆点处近地面风速剖面。在此基础上，将 WRF 模拟的台风风场信息作为小尺度CFD（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）数值模拟的参数输入，采用大涡模拟方法对比研究了台风和良态风作用下冷却塔表面平均和脉动风压分布、升阻力系数、脉动风压相关性和相干性的差异性，并揭示了冷却塔周围速度流线和湍动能分布的作用机理。最终，采用完全瞬态法对四种计算工况下冷却塔塔筒-支柱-环基一体化模型进行风致动态响应分析，重点展开台风和良态风作用下冷却塔塔筒一维、二维及三维风振系数分析，并对比研究良态风和台风作用下特大型冷却塔静力响应与稳定性能。
研究表明：在登陆时刻，台风黑格比、台风威马逊和台风天鸽作用下登陆点拟合得到的地面粗糙度指数分别为0.101、0.114和0.090，均小于良态风（A类地貌0.12）。与同等风速条件下的良态风相比，台风作用下特大型冷却塔塔筒表面压力系数和风振系数最大增幅分别为18.05%和11.62%，塔筒、支柱和环基的内力响应最大增幅分别为6.509%、14.392%和14.889%，整体和局部稳定性降低 0.040%和 0.179%。因此台风作用对特大型冷却塔工程气动力和风致响应影响显著，但对整体和局部稳定性影响较小。主要结论可为台风作用下此类特大型冷却塔的气动力分布与风致响应计算提供参考。
鉴于此，以国内东南沿海某在建世界最高 210m 高特大型湿式冷却塔为研究对象，首先基于非静力平衡欧拉方程模型的中尺度天气预报模式（Weather Research and Forecast，简称WRF）对台风“黑格比”、“威马逊”和“天鸽”展开高时空、高精度模拟，将台风路径、最小中心气压和最大风速的模拟结果和实测结果进行对比验证了台风模拟的准确性，并系统分析了台风登陆全过程中模拟区域速度流线、可降雨量、风速及风向角的分布规律，并基于非线性最小二乘法拟合得到登陆点处近地面风速剖面。在此基础上，将 WRF 模拟的台风风场信息作为小尺度CFD（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）数值模拟的参数输入，采用大涡模拟方法对比研究了台风和良态风作用下冷却塔表面平均和脉动风压分布、升阻力系数、脉动风压相关性和相干性的差异性，并揭示了冷却塔周围速度流线和湍动能分布的作用机理。最终，采用完全瞬态法对四种计算工况下冷却塔塔筒-支柱-环基一体化模型进行风致动态响应分析，重点展开台风和良态风作用下冷却塔塔筒一维、二维及三维风振系数分析，并对比研究良态风和台风作用下特大型冷却塔静力响应与稳定性能。
研究表明：在登陆时刻，台风黑格比、台风威马逊和台风天鸽作用下登陆点拟合得到的地面粗糙度指数分别为0.101、0.114和0.090，均小于良态风（A类地貌0.12）。与同等风速条件下的良态风相比，台风作用下特大型冷却塔塔筒表面压力系数和风振系数最大增幅分别为18.05%和11.62%，塔筒、支柱和环基的内力响应最大增幅分别为6.509%、14.392%和14.889%，整体和局部稳定性降低 0.040%和 0.179%。因此台风作用对特大型冷却塔工程气动力和风致响应影响显著，但对整体和局部稳定性影响较小。主要结论可为台风作用下此类特大型冷却塔的气动力分布与风致响应计算提供参考。